CN204402682U - 一种缸盖结构 - Google Patents

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八木一记
杉村速人
冈俊彦
川上展弘
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Abstract

本实用新型提供一种缸盖结构,其同时提高油的冷却效率与紧固螺栓孔周边的保护性。其具备:在缸盖的内部形成的排气集合部(23b)及水套(30)、多个紧固螺栓孔(15)、贯穿气门室的底部而形成的油孔(18)。水套(30)具有:主路径(31),其设置于气缸的上方;气道路径(32),其设置于排气集合部(23b)的上方及下方的至少一侧;以及弯曲部(34),其设置于在另一侧中主路径(31)与气道路径(32)合流的合流部(30c)的冷却水下游侧。此外,油孔(18)邻接位于离合流部(30c)最近位置的紧固螺栓孔(15r)而设置于比紧固螺栓孔(15r)更靠近气道路径(32)的冷却水上游侧。弯曲部(34)从合流部(30c)的冷却水下游侧在紧固螺栓孔(15r)的周围弯曲而朝向油孔(18)延伸设置。

Description

一种缸盖结构
技术领域
本实用新型涉及一种在缸盖的内部形成有集合排气道的多缸发动机的缸盖结构,特别涉及一种使缸盖内的油向缸体侧滴落的结构。
背景技术
近年来,研发出一种在缸盖的内部形成有使来自多个燃烧室的排气集合的集合排气道,且在缸盖的排气侧侧壁连接有单一排气管的多缸发动机。这样在缸盖内形成有集合排气道的情况下,与将排气歧管连接至缸盖侧壁的以往结构相比,除了可以将发动机整体小型化以外,由于抑制排气的散热量,因此具有能够提前激活催化剂等优点。
在具有此类集合排气道的缸盖结构的情况下,需要在不与集合排气道干涉的位置形成用于使发动机油(以下,简称为油)返回油盘的通道。例如,在专利文献1中公开了一种为使其不与集合排气道干涉而将油道形成于将集合排气道的邻接的燃烧室之间间隔开的壁部中的缸盖结构。在该结构中,形成为通过一对排气道和排气集合的排气集合部包围油道,从而能够使在油道流动的油提前升温。
【专利文献1】日本专利文献特许第3605521号公报
实用新型所要解决的技术问题
然而,在上述专利文献1的结构中,构成为使排气热容易传导至油道,因此存在油的温度上升的情况下很难有效地冷却油的问题,期待着提高油的冷却性能的结构。
另外,具有集合排气道的缸盖,与另设有排气歧管的缸盖相比,存在容易受排气热而变成高温的缺点。因此,提出了通过在集合排气道的周围设置水套使冷却水流通,从而使冷却性能提高的方案。
具体地说,提出了形成为用水套包围集合排气道周围的形状、以及为使冷却水的流动蜿蜒而形成水套形状等,具有除了冷却现有燃烧室的上方及进排气道周边的路径之外,还冷却集合排气道的路径的水套。在这种水套的情况下,从入口供给的冷却水,分成两个路径而在缸盖内流通,在冷却各个部分之后再合流而从出口排出。
然而,缸盖通过以一定的间隔配置在进气侧及排气侧的多个紧固螺栓而连接于缸体。在这些多个紧固螺栓之中,离在上述集合排气道侧流动的冷却水与在燃烧室的上方周边等流动的冷却水合流的合流部最近的紧固螺栓,很多配置在冷却水直接与集合排气道侧接触的位置。
因此,该紧固螺栓受流向合流部的冷却水的影响而容易被冷却,特别是像冷启动时那样在集合排气道侧流动的冷却水的温度越低其温度会变得越低。在冷启动中,冷却水的温度会缓缓地上升,而缸盖的温度会快速上升,因此离合流部最近的紧固螺栓与缸盖之间的温度差很容易变大,在紧固螺栓孔周边的缸盖中有可能发生裂纹等问题。
实用新型内容
本实用新型鉴于如上所述的课题而发明,其涉及一种多缸发动机的缸盖结构,其目的之一是同时提高油的冷却效率与紧固螺栓孔周边的保护性。另外,本实用新型并不仅限于该目的,作为本实用新型的其他目的还可以定位为:取得根据后述的具体实施方式所示的由各构成导出的作用效果,即根据现有技术无法得到的作用效果。
(1)在这里所公开的缸盖结构,具备:排气集合部,将与多个气缸相连接的多个排气道集合为一体;水套,形成于缸盖的内部,使冷却水从所述多个气缸的列设方向的一侧朝向另一侧流通。此外,还具备:多个紧固螺栓孔,其设置于所述缸盖,插入有连接所述缸盖与缸体的多个紧固螺栓;以及油孔,其贯穿凹陷设置于所述缸盖上面的气门室底部而形成,使所述气门室的油滴落。
所述水套具备:主路径,其设置于所述多个气缸的上方;气道路径,其设置于所述排气集合部的上方及下方的至少一侧;以及弯曲部,其设置于在所述另一侧所述主路径与所述气道路径合流的合流部的冷却水下游侧。此外,所述油孔邻接位于离所述合流部最近位置的所述紧固螺栓孔而设置于比所述紧固螺栓孔更靠近所述气道路径的冷却水上游侧。此外,所述弯曲部,从所述合流部的冷却水下游侧在所述紧固螺栓孔的周围弯曲(迂回所述紧固螺栓孔)而朝向所述油孔延伸设置。
(2)还具备形成于所述气门室的底部,并沿着所述列设方向朝向所述油孔下降倾斜的第一倾斜面为佳。
(3)所述弯曲部延伸设置为与所述气道路径一同夹持所述油孔较为理想。例如,在从其上面侧透视所述发动机的内部时,在所述气道路径与所述弯曲部之间配置有所述油孔为佳。
(4)比较理想的是还具备第二油孔,所述第二油孔贯穿所述缸盖的所述一侧壁部中的排气侧而形成,并且使所述气门室的油沿着离所述一侧壁部最近的所述紧固螺栓的插入孔而在所述一侧的壁部滴落。所述第二油孔,在所述列设方向上贯穿所述一侧的壁部,使油向所述气门室外流出为佳。
(5)比较理想的是还具备第二倾斜面,所述第二倾斜面形成于所述气门室的底部,并沿着所述列设方向朝向所述第二油孔下降倾斜。
实用新型效果
根据所公开的缸盖结构,由于油孔与离合流部最近的紧固螺栓孔邻接而设置在比该紧固螺栓孔更靠近气道路径的冷却水上游侧,因此可以防止流经气道路径的冷却水直接与插入该紧固螺栓孔的紧固螺栓接触。换言之,通过油孔可以阻止朝向紧固螺栓的冷却水的流动,进而通过流经油孔的油可以加热紧固螺栓。据此,可以缩小缸盖与紧固螺栓之间的温度差,而且还可以提高紧固螺栓孔周边缸盖的保护性。
此外,水套具有弯曲部,所述弯曲部从合流部的冷却水下游侧在紧固螺栓孔的周围弯曲而朝向油孔延伸设置。为此,可以通过水套对流经油孔的油进行水冷,而且还可以提高油的冷却效率。另外,在紧固螺栓孔的周围形成有水套,但可以通过油孔产生的余热效果缩小紧固螺栓与缸盖之间的温度差。
附图说明
图1是一实施方式的缸盖结构的进气道及集合排气道部分的横截面图(图2、图4以及图5的B-B线截面图);
图2是图1的C-C线截面图;
图3是重叠显示在一实施方式的缸盖结构内部作为空心部形成的集合排气道以及水套的俯视图;
图4是一实施方式的缸盖结构的前端壁部的前视图(图1及图5的D向图);
图5是沿着一实施方式的缸盖结构的气缸列方向的纵截面图(图1的A-A线截面图);
图6是分割显示应用一实施方式的缸盖结构的发动机的示意性斜视图。
符号说明
1     发动机
2     缸体
3     气缸
7     前油孔
10    缸盖
10FR  前壁部(一侧的壁部)
11    气门室
11b   底部
11sf  前倾斜面(第二倾斜面)
11sr  后倾斜面(第一倾斜面)
15    紧固螺栓孔
15f   前紧固螺栓孔
15r   后紧固螺栓孔
17    扩张孔(第二油孔)
18    后油孔(油孔)
23    集合排气道
23a   排气道
23b   排气集合部
30    水套
31    主水套(主路径)
32    上水套(气道路径)
33    下水套(气道路径)
34    弯曲部
40    紧固螺栓
具体实施方式
以下,参照附图说明本实用新型的实施方式。另外,以下所示的实施方式仅仅是举例说明,并没有排除在以下实施方式中未明示的各种变形及技术应用的意图。以下实施方式的各构成,在不脱离这些宗旨的范围内可以进行各种变形而实施,并且还可以根据需要选择取舍,或者适当进行组合。
[1.结构]
[1-1.整体结构]
利用图1~图6对本实施方式的缸盖结构进行说明。本实施方式的缸盖10由铝形成,被紧固于图6所示的发动机1(内燃机)的缸体2。图6是显示发动机1被组装前的状态的分解斜视图。在以下说明中,将相对于缸盖10,被固定有缸体2的一侧称为下方,将其相反一侧称为上方。缸盖10的下面以及缸体2的上面均形成为平面状,在这些接合面之间安装有用于确保密封性的垫片的状态下,缸盖10和缸体2相连接。
在缸盖10的上面安装有盖罩50,在缸体2的下面安装有油盘60。另外,在发动机1的前端(图6中的左下方向)设有发动机1的辅机类以及动力传递用传动部件5(曲轴皮带轮、正时带轮、链轮、正时链等)。在缸盖10及缸体2的前端安装有链罩6。在该链罩6与缸盖10以及缸体2之间的空间(以下,称为收纳室8)中,收纳有传动部件5。另外,在发动机1的后端(图6中的右上方向)设有驱动盘、飞轮,与传动系下游侧的各种装置(例如,变速器、旋转电机)相连接。
该发动机1是水冷式多缸汽油发动机。在发动机1的内部,排成列配置有以空心圆柱状穿孔的多个缸孔3(气缸,以下简称为气缸3)。图6所示的发动机1是四个气缸3串联配置的四缸发动机1。气缸3的编号,从发动机1的前端开始依次为第一气缸(#1)、第二气缸(#2)、第三气缸(#3)、第四气缸(#4)。在各气缸3内滑动的活塞的下端,通过连杆与曲轴4(crankshaft)相连接。以下,将气缸3排列为列状的方向(列设方向)称为气缸列方向L。
在缸盖10的上部,形成有气门室11,安装有盖罩50,以覆盖该气门室11。在气门室11的内部收纳有驱动进气门及排气门的气门机构9。本实施方式的气门机构9是与多气门相对应的DOHC型可变气门机构9,其自如地控制对应一个气缸3各设有两个的进气门与排气门的动作。
该可变气门机构9,具有使每一个进气门、排气门的气门升程及气门正时独立或者联动变更的功能。在可变气门机构9中,作为用于变更这些的机构,内置有可变气门升程机构及可变气门正时机构。这些具体的机构是任意的,并且可以将众所周知的可变气门机构作为本实施方式的气门机构应用。
图1是缸盖10的进气道13以及集合排气道23部分的横截面图(后述的图4以及图5的B-B线截面图)。另外,在图1中用双点划线图示气缸3。在缸盖10的下面10BO(参照图5),在沿着气缸列方向L与活塞的顶面相对的位置,形成有四个屋脊型的燃烧室19(参照图5)。如图1所示,在燃烧室19的三角屋顶状的一侧(进气侧)斜面形成有两个进气门孔12,在另一侧(排气侧)斜面形成有两个排气门孔21。在缸盖10中,设有从两个进气门孔12朝向进气侧侧壁10IN弯曲形成的进气道13与从各排气门孔21朝向排气侧侧壁10EX弯曲形成的排气道23a。
进气门13,对应一个气缸3各设有一个,在俯视图中形成为Y字形,其并不相互集合而独立地向进气侧侧壁10IN开口。即,在缸盖10中形成有四个进气道13,在进气侧侧壁10IN中设有四个开口(进气口)。
另一方面,排气道23a,对应一个排气门孔21各设有一个,八个排气道23a,在缸盖10的内部集合为一体。将该集合部分称为排气集合部23b。在多个排气道23a的列设方向(即,排气侧侧壁10EX的气缸列方向L)的中央,设有排气集合部23b中所集合的排气流出的一个开口(缸盖出口,以下称为排气口24)。八个排气道23a和排气集合部23b是在缸盖10的内部形成的空心部,通过这些形成有集合排气道23。
为抑制由于排气热产生的燃烧室19及集合排气道23的过热,在缸盖10的内部形成有作为使冷却水流通的冷却水路的水套30。水套30,设置于进气道13以及排气道23a的周边和集合排气道23的上方及下方,从缸盖10的前端朝向后端使冷却水向气缸列方向L流通。
图2是图1的C-C线截面图。如图1及图2所示,水套30具有为使其通过四个燃烧室19的上方周边而向气缸列方向L延伸的主水套31,在从上下夹持排气集合部23b的位置分别向气缸列方向L延伸的上水套32以及下水套33,以及在冷却水下游侧设置的弯曲部34。上水套32、下水套33以及弯曲部34与主水套31相连通。
如图1及图2所示,排气侧侧壁10EX,在正对集合排气道23的排气集合部23b的部分中,具有中央朝向外侧突出形成为曲面状的弓形突出部25。突出部25,其上面部25a及下面部25b分别形成为平面状的弓形,侧面部25c形成为曲面状。在突出部25的侧面部25c的气缸列方向L的中央,设有在排气口24的周围形成的凸缘部26。凸缘部26,比突出部25的侧面部25c更向外侧突设,连接有未图示的排气管。
在缸盖10中,如图1所示,在各气缸3的中央形成突起部14b,而在该突起部14b形成有插入未图示的火花塞而为使其正对燃烧室的火花塞插入孔14h。另外,在缸盖10中,在进气侧及排气侧所邻接的气缸3之间与两端气缸3的外侧分别形成有多个紧固螺栓孔15,所述多个紧固螺栓孔15中插入了用于使缸盖10与缸体2连接的多个紧固螺栓40(参照图5)。多个紧固螺栓孔15,例如在图1中为使其对于连接各气缸3的中心的线呈线对称,在进气侧及排气侧的各一侧中排成列而配置。在图1中,对于气缸列方向L以及与其垂直的方向邻接的紧固螺栓孔15之间的距离大体相等。
另外,在多个紧固螺栓孔15当中,特别是,还将位于排气侧最前端的紧固螺栓孔15称为前紧固螺栓孔15f(插入孔),将位于排气侧最后端的紧固螺栓孔15称为后紧固螺栓孔15r。前紧固螺栓孔15f,配置于缸盖10的前端壁部10FR(间壁,以下称为前壁部10FR)的紧后端(内侧),被前壁部10FR与水套30夹持而配置。换言之,前紧固螺栓孔15f,其周围并未被水套30包围,而在其周围的一部分中设有水套30。
另一方面,后紧固螺栓孔15r以及在邻接的气缸3之间配置的紧固螺栓孔15,如图3所示,设置在几乎全部周边被水套30包围的位置。因此,被插入前紧固螺栓孔15f的紧固螺栓40,与被插入其他紧固螺栓孔15的紧固螺栓40相比,通过水套30得到的冷却效果较小。
在该前紧固螺栓孔15f中,如在图4及图5中用虚线表示,插入有紧固螺栓40。在图5中,同时显示紧固螺栓40的头部40a周边的放大图。紧固螺栓40为铁造,在头部40a的下方设有垫圈40b,轴部40c插入垫圈40b中。以下,包括垫圈40b均称为紧固螺栓40,将在缸盖10的气门室11底部11b中与紧固螺栓40的接触面称为座面11c。另外,后紧固螺栓孔15r配置在与第四气缸连接的排气道23a的紧后端(外侧),插入有紧固螺栓40。此外,在缸盖10的排气侧形成有多个通气孔16。
[1-2.水套的结构]
图3通过从上方透视缸盖10而将实际上形成于缸盖10中的空心部即缸盖10内的水套30与集合排气道23重叠显示。在图3中,用虚线表示在水套30当中位于比集合排气道23更上方的主水套31及上水套32的外形,用点表示冷却水流通的空间。另外,下水套33设置在集合排气道23的下方,其构成与上水套32大体相同,因此省略重复说明。
如图1及图3所示,水套30在前端中的水套30下面(与缸体2的边界部分)具有入口30a,在后端具有三个出口30b。冷却水从入口30a流入缸盖10内的水套30,在水套30内流通并冷却各部分之后,从出口30b流出。
如图3中用箭头31A表示,主水套31是从入口30a流入的冷却水大体向后端直行的路径(主路径),其通过四个燃烧室19的上方周边,主要冷却燃烧室19的上方及进气道13、排气道23a的周边。主水套31形成为避开火花塞插入孔14h用的突起部14b及排气门孔21等的形状。如图2所示,主水套31也是连通上水套32与下水套33的部分,通道截面积比其他部分大。
上水套32以及下水套33是从入口30a流入的冷却水在入口30a的正下游从主水套31向突出部25侧分支而流动的路径(气道路径),在缸盖10的突出部25内部沿着突出部25的形状而形成。上水套32及下水套33,在从主水套31分支后分别向集合排气道23的上下流动,在与第四气缸连接的排气道23a的外侧(后端)向主水套31合流。以下,将该合流部分(图3中的星标)称为合流部30c。在合流部30c的正下游设有出口30b。
在合流部30c中,流经主水套31的冷却水和流经上水套32及下水套33的冷却水流入,因此流量增大而流速上升。因此,最接近合流部30c的后紧固螺栓孔15r,与其他紧固螺栓孔15相比容易被冷却,温度容易变低。此外,流经上水套32及下水套33的冷却水,朝向后紧固螺栓孔15r的侧壁流动,如果没有后述的油孔18,则会直接与该侧壁相接触。换言之,通过设置后述的油孔18,可以防止冷却水直接与后紧固螺栓孔15r相接触。
上水套32,其流动分向主要冷却与两端的两个气缸3相连接的排气道23a的外侧路径(图3中的箭头32E)以及主要冷却与中间两个气缸3相连接的排气道23a的内侧路径(图3中的箭头32N)两个系统。冷却水,在夺走排气热的同时,向发动机1的外部散热。
外侧路径是在突出部25的内部位于靠近侧面(缸盖10的外表面侧)位置的冷却水路,其沿着使来自第一气缸及第四气缸的排气流动的排气道23a而配置于其上面侧。外侧路径的配置形状,在发动机1的俯视图中呈半圆弧状。即,外侧路径沿着与两端的两个气缸3相连接的排气道23a而配置。冷却水的流向,如在图3中用箭头32E显示,第一气缸侧为上游,第四气缸侧为下游。
内侧路径是与外侧路径相比配置于突出部25内侧的冷却水路,其沿着使来自第二气缸及第三气缸的排气流动的排气道23a而配置于其上面侧。内侧路径的配置形状,在发动机1的俯视图中呈比外侧路径小的半圆弧状。即,内侧路径沿着与中间的两个气缸3相连接的排气道23a而配置。冷却水的流向,如在图3中用箭头32N显示,第二气缸侧为上游,第三气缸侧为下游。另外,向发动机1的外部的散热量,外侧路径比内侧路径多。因此,流经外侧路径的冷却水的温度有时比内侧路径低。
这些内侧路径及外侧路径,通过三个连通部32a、32b、32c相连通。前端的连通部32a及后端的连通部32c,设置在与集合排气道23的前端、后端的各两个气缸3相连接的排气道23a的最初合流点即各股部的上方,据此对股部周边进行水冷。另外,中央的连通部32b,形成为比两侧的连通部32a、32c更宽,被设置成覆盖间隔开与中间的两个气缸3相连接的排气道23a之间的间隔壁20的上面。
另外,下水套33,也与上述上水套32同样,其流动分向主要冷却与中间两个气缸3相连接的排气道23a的内侧路径以及主要冷却与两端的两个气缸3相连接的排气道23a的外侧路径两个系统。此外,具有被设置成覆盖间隔壁20的下面的中央连通部以及被设置于集合排气道23的两个股部下方的前端连通部及后端连通部。
另外,弯曲部34设置于合流部30c的冷却水下游侧,从设置于合流部30c的正下游的出口30b的冷却水上游侧向排气口24侧延伸。弯曲部34,向排气口24侧弯曲形成,使其迂回后紧固螺栓孔15r的后端,延伸设置到后述的后油孔18的后端。弯曲部34迂回后紧固螺栓孔15r,因此在后紧固螺栓孔15r的后端具有通道截面积较小的部位(变窄的部位)。另外,在弯曲部34后端的端部设有出口30b,从合流部30c流向弯曲部34的冷却水,从最靠近排气侧的出口30b流出。另外,剩余的出口30b设置于靠近进气侧。
[1-3.排油结构]
接着,对于排出在气门室11内积存的油(气门室11的油)的结构进行说明。图4是缸盖10的前壁部10FR的前视图(图1及图5的D向图),图5是图1的A-A线截面图。另外,前壁部10FR是作为隔开气门室11与收纳室8的间壁发挥作用的壁。
如图1、图4以及图5所示,在缸盖10中,在前端和后端各设有一个用于排出积存在气门室11的油的油孔7、18。前端的油孔7(以下,称为前油孔7)向气缸列方向L贯穿缸盖10的前壁部10FR而形成。后端的油孔18(以下,称为后油孔18)向上下方向贯穿缸盖10的气门室11的底部11b而形成。
首先,对后端排油结构进行说明。如图1、图3及图5所示,后油孔18是与缸盖10的第四气缸相连接的排气道23a的后端(外侧),邻接后紧固螺栓孔15r而设。后油孔18与后紧固螺栓孔15r相比设置于上水套32及下水套33的冷却水上游侧。换言之,后油孔18,相对于气道路径,配置于后紧固螺栓孔15r的上游侧。因此,后油孔18,在前端设有上水套32及下水套33,在后端设有弯曲部34,气缸列方向被水套30夹持。
后油孔18,在缸盖10连接于缸体2的状态下,与在缸体2中形成的未图示的油孔相连通。积存于气门室11的油,在缸盖10的后端,从后油孔18排出,通过缸体2的油孔向油盘滴落。另外,后油孔18被夹持于水套30,因此可有效地冷却通过后油孔18的油。
此外,在本缸盖10中,如图5所示,在气门室11的底部11b中的后端部分,设置有朝向后油孔18下降倾斜的倾斜面11sr(第一倾斜面,以下称为后倾斜面11sr)。后倾斜面11sr是底部11b从第二气缸与第三气缸之间越向后端走越低地倾斜形成的面,据此,积存于气门室11的油被引导至后油孔18。
接着,对前端排油结构进行说明。如图4及图5所示,在缸盖10的前壁部10FR中,前油孔7贯穿前壁部10FR而形成。在这里,前油孔7被设置为两个孔部27、28,并且在排气侧的孔部27进一步形成有扩张孔(第二油孔)17。两个孔部27、28,在以往的缸盖中也有形成,以往从这些孔部27、28排出油。排气侧的孔部27以及进气侧的孔部28,从前壁部10FR侧看缸盖10,配置于向上方延长气缸3时的延长线附近。
另外,排气侧的孔部27,在与气缸列方向L垂直的方向(缸盖10的短边方向)上设置于比前紧固螺栓孔15f靠近进气侧(气缸3的中心侧)。因此,在以往,也由于前紧固螺栓孔15f而积存于排气侧的油,只有越过插入前紧固螺栓孔15f的紧固螺栓40的头部而流向进气侧的部分从孔部27排出,有时油积存于前紧固螺栓孔15f的排气侧。
本缸盖10,扩张孔17连续形成于排气侧的孔部27中排气侧的下缘部。换言之,扩张孔17是孔部27的排气侧下缘部的一部分被开槽,而向原来就有的孔部27追加的孔。扩张孔17,在缸盖10的短边方向上,对从孔部27的排气侧下缘部至比前紧固螺栓孔15f更靠近排气侧开槽而形成。即,在缸盖10的短边方向上,在前壁部10FR中,从插入前紧固螺栓孔15f的紧固螺栓40的进气侧(右侧)至排气侧(左侧)(在左右侧方)形成空间。
另外,扩张孔17,在上下方向上,从气门室11的底部11b至比插入前紧固螺栓孔15f的紧固螺栓40的头部更上方开槽而形成。即,在缸盖10的上下方向上,在前壁部10FR中,在插入前紧固螺栓孔15f的紧固螺栓40的头部上方形成有空间。总而言之,扩张孔17,如图4所示,从前壁部10FR侧观察缸盖10时,图4中用虚线表示的紧固螺栓40的头部被设置成完全向外部露出。
此外,在比前壁部10FR中的扩张孔17更下方,向外膨出的凸部41沿着紧固螺栓40向上下方向延伸,与该凸部41的排气侧邻接而朝向内侧形成为凸状的凹部17c向上下方向延伸(参照图1)。另外,进气侧的孔部28的下面部28b,越向外侧越向下方倾斜地设置。这是由于发动机1略倾斜地装载于车辆上,因此为了在被装载的状态下使进气侧的孔部28的下面部28b为水平。换言之,在发动机1装载于车辆的状态下,前油孔7当中扩张孔17变得最低。
根据这样的构成,积存于气门室11的油,在缸盖10的前端,从扩张孔17、排气侧的孔部27以及进气侧的孔部28排出,通过缸盖10的前壁部10FR的外侧向与缸体2的下方连接的油盘(省略图示)滴落。此时,从扩张孔17排出的油,顺着凹部17c并沿着前紧固螺栓孔15f在前壁部10FR滴落。此外,与前紧固螺栓孔15f相比较积存于排气侧的油,也从扩张孔17排出,因此油不会积存于前紧固螺栓孔15f的排气侧。此外,在装载有发动机1的状态下通过使扩张孔17位于最低位置,可以促进来自扩张孔17的油的排出。
除此之外,在本缸盖10中,如图5所示,在气门室11的底部11b中的前端部分,设置有朝向前油孔7下降倾斜的倾斜面11sf(第二倾斜面,以下称为前倾斜面11sf)。前倾斜面11sf是底部11b从第二气缸与第三气缸之间越向前端越低地倾斜形成的面,据此,气门室11的油被引导至前油孔7。另外,扩张孔17的下面部17b,连续形成于前倾斜面11sf,顺着前倾斜面11sf流下来的油从扩张孔17顺利地排出。
[2.效果]
(1)在上述缸盖结构中,由于后油孔18与离合流部30c最近的后紧固螺栓孔15r邻接而设置在比后紧固螺栓孔15r更靠近气道路径(上水套32及下水套33)的冷却水上游侧,因此可以防止流经气道路径的冷却水直接与插入后紧固螺栓孔15r的紧固螺栓40接触。
当发动机1从工作状态停止的情况下,铝制缸盖10的温度最先开始下降,接着冷却水的温度开始从高温状态(100℃左右)慢慢降低,并且在其后油温开始从高温状态(120℃左右)慢慢下降。因此,冷却水直接接触的部位,在发动机1停止时,铝的座面11c因冷却水的影响而收缩,由于与紧固螺栓40的热膨胀差导致轴向力的降低。特别是,由于在后紧固螺栓孔15r的周边设有水套30的出口30b及弯曲部34,因此很容易受该冷却水的影响。此外,在具有怠速熄火功能的车辆及混合动力车等中,发动机1的停止次数增多,因此特别显著。
相对于此,在上述缸盖结构中,根据通过后油孔18而滴落的油,可以减少上述冷却水的影响,而且还能够防止紧固螺栓40的轴向力的降低。此外,气道路径的外侧路径,其散热量比内侧路径多,冷却水的温度容易下降,因此通过在该气道路径的冷却水上游侧设置后油孔18,可以有效地防止较凉的冷却水与紧固螺栓40接触,而且还可以防止紧固螺栓40的轴向力的降低。
即,在上述缸盖结构中,通过后油孔18可以阻止朝向紧固螺栓40的冷却水的流动,进而通过流经后油孔18的油可以加热插入后紧固螺栓孔15r的紧固螺栓40。据此,可以缩小缸盖10与紧固螺栓40之间的温度差,而且还可以提高紧固螺栓孔15r周边缸盖10的保护性。
此外,水套30具有弯曲部34,所述弯曲部34从合流部30c的冷却水下游侧在后紧固螺栓孔15r的周围弯曲而朝向后油孔18延伸设置。为此,可以通过水套30对流经后油孔18的油进行水冷,而且还可以提高油的冷却效率。另外,在后紧固螺栓孔15r的周围形成有水套30,但可以通过由油孔所产生的余热效果缩小紧固螺栓40与缸盖10之间的温度差。
(2)在上述缸盖结构中,沿着气缸列方向L设有朝向后油孔18而下降倾斜的后倾斜面11sr,因此能够将滴落到气门室11底部11b的油导引至后油孔18。据此,即使是滴落到远离后油孔18的位置的油,也能够主动从后油孔18排出,能够提高油的排出性。
(3)在上述缸盖结构中,水套30的弯曲部34延伸设置成与气道路径一同夹持后油孔18,因此能够进一步提高油的冷却效率。
(4)此外,在上述缸盖结构中,气门室11的油,从设置于隔开气门室11与收纳室8的间壁即前壁部10FR的作为油孔的扩张孔17排出,并沿着紧固螺栓40的前紧固螺栓孔15f在前壁部10FR滴落。因此,可以通过油冷却在缸盖10中包含紧固螺栓40的座面11c的紧固螺栓40的周围。
在发动机1从冷态状态启动的情况下,如果考虑过渡状态下的热传导的顺序与热容量以及体积,则直接承受燃烧热的缸盖10的温度最先开始上升,接着热容量比冷却水小的油的温度开始上升。并且,最后在水套30流动的冷却水的温度升高。在这里,如上所述,相对于缸盖10是由铝形成,紧固螺栓40是铁造,因此紧固螺栓40比缸盖10难变热。
因此,虽然座面11c为高温,但也会发生紧固螺栓40为低温的状态。在这种状态下,从两者(即,座面11c与紧固螺栓40)的热膨胀系数的不同以及两者的温度差考虑,相对于紧固螺栓40为很难延伸且保持较高轴向力的状态,座面11c为较柔软的状态,并处于根据紧固螺栓40的轴向力很容易发生座面11c变形的状况。
相对于这样的状况,在上述缸盖结构中,可以通过油的冷却效果使紧固螺栓40的座面11c的温度接近紧固螺栓40的温度,缩小座面11c与紧固螺栓40之间的温度差。据此,可以防止座面11c的变形,因此能够提高缸盖10与缸体2之间的密封性。
另外,由于扩张孔17设置在缸盖10中隔开气门室11与收纳室8的前壁部10FR,因此能够将气门室11的油主动向收纳室8排出,而且可以使油很容易向油盘60侧滴落。因此,根据本缸盖结构,其在主动排出油的同时,能够提高缸盖10与缸体2之间的密封性。
(5)在上述缸盖结构中,沿着气缸列方向L设有朝向包含扩张孔17的前油孔7而下降倾斜的前倾斜面11sf,因此能够将滴落到气门室11底部11b的油导引至前油孔7。据此,即使是滴落到远离前油孔7的位置的油,也能够主动从前油孔7排出,能够更加提高油的排出性。
(6)在上述缸盖结构中,前倾斜面11sf与后倾斜面11sr以第二气缸与第三气缸之间为界线分别设置于前端与后端,因此积存于气门室11前端的油能够被导引至前油孔7,积存于气门室11后端的油能够被导引至后油孔18。即,能够将积存于气门室11的油分成前端与后端从较近的油孔7、18排出。据此,即使在气门室11的气缸列方向L的中间部不设置油孔,油也不会积存于中间部而能够确切地排出。
(7)在上述缸盖结构中,通过扩张孔17,在前壁部10FR中,在前端紧固螺栓40的头部40a的上方与左右侧形成空间,因此可以使油容易沿着该紧固螺栓40而滴落。此外,与前紧固螺栓孔15f相比较,积存于排气侧的油能够从扩张孔17排出,因此能够防止油积存于前紧固螺栓孔15f的排气侧。另外,在上述缸盖结构中,扩张孔17的下面部17b,连续形成于前倾斜面11sf,因此能够将顺着前倾斜面11sf流下来的油顺利地从扩张孔17排出。
(8)在上述缸盖结构中,在弯曲部34的后端端部设有出口30b,而且弯曲部34在后紧固螺栓孔15r的后端具有通道截面积较小的部位(变窄的部位),因此在该部位中的流速上升,能够使在弯曲部中的冷却水的流动顺利地进行。据此,能够更加提高油的冷却效率。
[3.其他]
以上,对本实用新型的实施方式进行了说明,但本实用新型并不限定于上述实施方式,在不脱离本实用新型宗旨的范围内,可以进行各种变形而实施。
在上述实施方式中,对前倾斜面11sf与后倾斜面11sr以第二气缸与第三气缸之间为界线分别设置于前端与后端的缸盖结构进行了说明,但前倾斜面11sf与后倾斜面11sr的界线并不限定于此,也可以稍微偏向前端、后端而设置。另外,也可以不设置前倾斜面11sf、后倾斜面11sr,即使是在这种情况下,也可以从贯穿气门室11的底部11b形成的后油孔18排出油。
此外,前油孔7并不是必需的,只要至少形成有后油孔18即可。在未设有前油孔7的情况下,从缸盖10的前壁部10FR朝向后油孔18下降倾斜而形成后倾斜面11sr为佳。据此,能够将气门室11的油从前端引导至后端,能够从后油孔18排出。另外,即使在设置前油孔7的情况下,其位置及形状也并不限定于上述实施方式,只要形成于不干涉集合排气道23的位置,能够排出油的形状即可。另外,前壁部10FR也可以是平坦的面(即,也可以没有上述凸部41及凹部17c)。
另外,水套30的形状为一示例,并不限定于以上所述。例如,水套30的入口30a、出口30b的个数及位置并不限定于以上所述,入口30a也可以设置在缸盖10的下面以外的部分,出口30b还可以是一个。此外,上水套32及下水套33,可以是不被分离为内侧路径与外侧路径两个系统的形状,或者,连通内侧路径与外侧路径的连通部也可以设有四处以上。另外,也可以是设有上水套32与下水套33中任意一种的水套30。
另外,本缸盖结构,也可以应用于串联四缸发动机以外的多缸发动机(例如,串联三缸发动机及V型六缸发动机等)。另外,也可以是在一个气缸3中各设有一个进气门孔12及排气门孔21的发动机,燃烧室19的形状也并不限定于以上所述。此外,连接缸盖10与缸体2的紧固螺栓40的位置及个数也并不限定于以上所述。另外,收纳于气门室11内部的气门机构9,也可以不是可变气门机构。

Claims (9)

1.一种缸盖结构,其特征在于,具备:
排气集合部,将与多个气缸相连接的多个排气道集合为一体;
水套,形成于缸盖的内部,使冷却水从所述多个气缸的列设方向的一侧朝向另一侧流通;
多个紧固螺栓孔,其设置于所述缸盖,插入有连接所述缸盖与缸体的多个紧固螺栓;以及
油孔,其贯穿凹陷设置于所述缸盖上面的气门室底部而形成,使所述气门室的油滴落,
所述水套具有:主路径,其设置于所述多个气缸的上方;气道路径,其设置于所述排气集合部的上方及下方的至少一侧;以及弯曲部,其设置于在所述另一侧中所述主路径与所述气道路径合流的合流部的冷却水下游侧,
所述油孔邻接位于离所述合流部最近位置的所述紧固螺栓孔而设置于比所述紧固螺栓孔更靠近所述气道路径的冷却水上游侧,
所述弯曲部,从所述合流部的冷却水下游侧在所述紧固螺栓孔的周围弯曲而朝向所述油孔延伸设置。
2.根据权利要求1所述的缸盖结构,其特征在于,具备第一倾斜面,其形成于所述气门室的底部,并沿着所述列设方向朝向所述油孔下降倾斜。
3.根据权利要求1所述的缸盖结构,其特征在于,所述弯曲部延伸设置为与所述气道路径一同夹持所述油孔。
4.根据权利要求2所述的缸盖结构,其特征在于,所述弯曲部延伸设置为与所述气道路径一同夹持所述油孔。
5.根据权利要求1所述的缸盖结构,其特征在于,具备第二油孔,所述第二油孔贯穿所述缸盖的所述一侧的壁部中的排气侧而形成,并且使所述气门室的油沿着离所述一侧的壁部最近的所述紧固螺栓的插入孔而在所述一侧的壁部滴落。
6.根据权利要求2所述的缸盖结构,其特征在于,具备第二油孔,所述第二油孔贯穿所述缸盖的所述一侧的壁部中的排气侧而形成,并且使所述气门室的油沿着离所述一侧的壁部最近的所述紧固螺栓的插入孔而在所述一侧的壁部滴落。
7.根据权利要求3所述的缸盖结构,其特征在于,具备第二油孔,所述第二油孔贯穿所述缸盖的所述一侧的壁部中的排气侧而形成,并且使所述气门室的油沿着离所述一侧的壁部最近的所述紧固螺栓的插入孔而在所述一侧的壁部滴落。
8.根据权利要求4所述的缸盖结构,其特征在于,具备第二油孔,所述第二油孔贯穿所述缸盖的所述一侧的壁部中的排气侧而形成,并且使所述气门室的油沿着离所述一侧的壁部最近的所述紧固螺栓的插入孔而在所述一侧的壁部滴落。
9.根据权利要求5-8中的任一项所述的缸盖结构,其特征在于,具备第二倾斜面,其形成于所述气门室的底部,并沿着所述列设方向朝向所述第二油孔下降倾斜。
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